KR100519898B1 - Magnetic memory, magnetic memory array, method for fabricating a magnetic memory, method for recording in a magnetic memory and method for reading out from a magnetic memory - Google Patents

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KR100519898B1 KR10-2003-0071849A KR20030071849A KR100519898B1 KR 100519898 B1 KR100519898 B1 KR 100519898B1 KR 20030071849 A KR20030071849 A KR 20030071849A KR 100519898 B1 KR100519898 B1 KR 100519898B1
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Abstract

자성 메모리는 원반-형 제 1 자성층 및 제 1 자성층상에 형성된 링-형상 제 2 자성층으로 구성된 자성체를 구비한다.The magnetic memory has a magnetic body composed of a disk-shaped first magnetic layer and a ring-shaped second magnetic layer formed on the first magnetic layer.

Description

자성 메모리, 자성 메모리 어레이, 자성 메모리 제조 방법, 자성 메모리에의 기록 방법 및 자성 메모리로부터의 판독 방법{MAGNETIC MEMORY, MAGNETIC MEMORY ARRAY, METHOD FOR FABRICATING A MAGNETIC MEMORY, METHOD FOR RECORDING IN A MAGNETIC MEMORY AND METHOD FOR READING OUT FROM A MAGNETIC MEMORY}Magnetic memory, magnetic memory array, magnetic memory manufacturing method, writing method to magnetic memory, and reading method from magnetic memory READING OUT FROM A MAGNETIC MEMORY}

본 발명은, 자성 랜덤 액세스 메모리 (MRAM) 로서 바람직하게 사용할 수 있는 비휘발성 자성 메모리 및 비휘발성 자성 메모리 어레이에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 비휘발성 자성 메모리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 비휘발성 메모리에 기록하는 방법 및 비휘발성 메모리로부터 판독하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile magnetic memory and a nonvolatile magnetic memory array which can be preferably used as magnetic random access memory (MRAM). The present invention also relates to a method of manufacturing a nonvolatile magnetic memory. The present invention also relates to a method of writing to a nonvolatile memory and a method of reading from a nonvolatile memory.

여러 전자 장치가 우주 공간과 같은 특수한 환경하에서 사용되어 왔고, 따라서, 일단 저장된 정보가 방사선의 방사에 의해 삭제될 수 없는 기록 장치를 확립하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 각각 단순한 구조의 자성 메모리 셀을 갖는 큰 방사선-저항 및 비휘발성 MRAMs가 연구되고 개발되었다.Several electronic devices have been used under special circumstances such as space, and therefore, it is desirable to establish a recording device in which the information once stored cannot be erased by radiation. In this regard, large radiation-resistance and nonvolatile MRAMs each having a simple structure of magnetic memory cells have been studied and developed.

종래에, 이러한 자성 메모리 셀은 직사각형 형상이고, 정보 "0" 또는 "1"은 자성 메모리 셀의 자성 방향에 의해 저장된다. 그러나, 종래의 자성 메모리 셀을 사용하면, 자화로부터 발생하는 자속이 그것의 구성으로 인해 자성 메모리 셀로부터 외부로 누설된다. 한편, MARM의 기록 용량을 증가시키기 위해, 복수의 자성 메모리 셀을 고밀도로 배열하는 것과 같은 시도가 이루어졌다. 그러나, 이 경우에, 누설된 자속이 근접 자성 메모리 셀에 상당한 영향을 미치고, 따라서, 의도한 고밀도 MRAM을 실현할 수 없다.Conventionally, such magnetic memory cells are rectangular in shape, and information "0" or "1" is stored by the magnetic direction of the magnetic memory cells. However, using a conventional magnetic memory cell, the magnetic flux generated from the magnetization leaks out from the magnetic memory cell due to its configuration. On the other hand, in order to increase the write capacity of MARM, attempts have been made such as arranging a plurality of magnetic memory cells at a high density. In this case, however, the leaked magnetic flux has a significant effect on the proximity magnetic memory cell, and therefore, the intended high density MRAM cannot be realized.

이러한 관점에서, 본 발명자등은, 우회전 (시계방향) 또는 좌회전 (반시계방향) 자화가 소용돌이 (vortex) 형태로 생성되고, 정보 "0" 또는 "1"이 자화의 회전 방향에 의해 저장되는 링-형상 자성 메모리를 개발하였다 (일본 특허 출원 2002-73681).In this respect, the present inventors have a ring in which a right turn (clockwise) or left turn (counterclockwise) magnetization is generated in the form of a vortex, and information "0" or "1" is stored by the rotation direction of the magnetization. -Shape magnetic memory was developed (Japanese Patent Application 2002-73681).

이 경우에, 자속이 자성 메모리로부터 누설되지 않기 때문에, 복수의 자성 메모리가 전술한 바와 같이 고밀도로 배열되는 경우에, 누설된 자속은 근접 자성 메모리에 거의 영향을 줄 수 없고, 따라서, 고밀도 MRAM을 실현할 수 있다.In this case, since the magnetic flux does not leak from the magnetic memory, in the case where a plurality of magnetic memories are arranged at a high density as described above, the leaked magnetic flux can hardly affect the proximity magnetic memory, and therefore, high density MRAM It can be realized.

그러나, 링-형상 자성 메모리를 사용하면, 자벽 (磁壁) 의 이동이 내주벽 (內周壁) 으로 인해 방해를 받아서, 자성이 쉽게 반전될 수 없다. 우회전 자화 및 좌회전 자화를 제어하기 위해, "Journal of Applied Physics,87,9,p6668-6673(2001)"에 기재된 바와 같이, 링-형상 자성 메모리에 수직으로 전류를 흐르게 하고, 링-형상 구성을 따라 자성 메모리에서 회전 자계를 발생시킬 필요성이 있다. 따라서, 링-형상 자성 메모리의 자성 상태의 제어는 매우 어렵고 복잡하여서, 링-형상 자성 메모리는 실제적으로 사용될 수 없다.However, using the ring-shaped magnetic memory, the movement of the magnetic wall is disturbed by the inner circumferential wall, so that the magnet cannot be easily reversed. To control right and left turn magnetization, as described in "Journal of Applied Physics, 87, 9, p6668-6673 (2001)", a current flows perpendicularly to the ring-shaped magnetic memory, and the ring-shaped configuration is Therefore, there is a need to generate a rotating magnetic field in the magnetic memory. Therefore, the control of the magnetic state of the ring-shaped magnetic memory is very difficult and complicated, so that the ring-shaped magnetic memory cannot be practically used.

본 발명의 목적은, 소용돌이 자화의 방향에 의한 안정한 기록 성능을 쉽게 실현하기 위해, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 및 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화를 발생시킬 수 있는 자성 메모리 및 자성 메모리 어레이를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 자성 메모리를 제조하는 방법, 자성 메모리에 기록하는 방법 및 자성 메모리로부터 판독하는 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic memory and a magnetic memory array capable of generating right-turn (clockwise) vortex magnetization and left-turn (counterclockwise) vortex magnetization in order to easily realize stable recording performance by the direction of vortex magnetization. It is. Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the magnetic memory, a method of writing to the magnetic memory, and a method of reading from the magnetic memory.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 원반-형상의 제 1 자성층과 제 1 자성층상에 형성된 링-형상의 제 2 자성층으로 구성된 자성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에 관한 것이다. In order to achieve the above object, the present invention relates to a magnetic memory comprising a magnetic body composed of a disk-shaped first magnetic layer and a ring-shaped second magnetic layer formed on the first magnetic layer.

본 발명자등은, 링-형상 자성층이 자성 메모리를 구성하기 위해 원반-형상 자성층에 근접하게 형성된 경우, 구체적으로는, 원반-형상 자성체상에 형성된 경우 및, 소정의 외부 자계가 자성 메모리에 인가된 경우에, 원반-형상 자성체가 소용돌이 형태로 자화된다는 것을 광범위한 연구와 개발을 통해 발견하였다. 이 경우에, 원반-형상 자성층의 소용돌이 자화는 핵으로서 기능하여 링-형상 자성층의 표면을 따라 링-형상 자성층에서 우회전 (시계방향) 자화 및 좌회전 (반시계방향) 자화를 쉽게 발생시킨다.The inventors have described that the ring-shaped magnetic layer is formed in close proximity to the disc-shaped magnetic layer to form a magnetic memory, specifically, when the ring-shaped magnetic layer is formed on a disc-shaped magnetic body, and a predetermined external magnetic field is applied to the magnetic memory. In cases, it has been discovered through extensive research and development that disc-shaped magnetic bodies are magnetized in a vortex form. In this case, the vortex magnetization of the disc-shaped magnetic layer functions as a nucleus to easily generate right-turn (clockwise) magnetization and left-turn (counter-clockwise) magnetization in the ring-shaped magnetic layer along the surface of the ring-shaped magnetic layer.

외부 자계의 극성이 변화되는 경우에, 소용돌이 자화의 방향이 원반-형상 자성층에서 변화될 수 있어서, 링-형상 자성층의 소용돌이 자화의 방향이, 우회전 (시계방향) 자화로부터 좌회전 (반시계방향) 자화로 또는 좌회전 (반시계 방향) 자화로부터 우회전 (시계방향) 자화로 쉽게 변화될 수 있다. 따라서, 정보 "0" 또는 "1"이 링-형상 자성층의 소용돌이 자화의 방향에 의해 저장되는 경우에, 원반-형상 자성층 및 링-형상 자성층으로 구성된 자성체를 구비하는 자성 메모리가 실용적으로 사용될 수 있다.When the polarity of the external magnetic field is changed, the direction of the vortex magnetization can be changed in the disk-shaped magnetic layer, so that the direction of the vortex magnetization of the ring-shaped magnetic layer is rotated from the right (clockwise) magnetization to the left (counterclockwise) magnetization. It can be easily changed from low or left turn (counterclockwise) magnetization to right turn (clockwise) magnetization. Thus, when information " 0 " or " 1 " is stored by the direction of vortex magnetization of the ring-shaped magnetic layer, a magnetic memory having a magnetic body composed of a disk-shaped magnetic layer and a ring-shaped magnetic layer can be used practically. .

본 발명의 자성 메모리에서, 링-형상 자성층이 형성되기 때문에, 자속이 소용돌이 자화로부터 누설될 수 없다. 따라서, 자성 메모리가 자성 메모리 어레이를 구성하기 위해 고밀도로 배열되는 경우에, 누설 자속은 근접 자성 메모리에 영향을 줄 수 없다. 그 결과, 자성 메모리 어레이가 고밀도 자성 메모리 어레이로서 실용적으로 사용될 수 있다.In the magnetic memory of the present invention, since the ring-shaped magnetic layer is formed, the magnetic flux cannot leak from the vortex magnetization. Thus, in the case where the magnetic memory is arranged at a high density to constitute the magnetic memory array, the leaked magnetic flux cannot affect the near magnetic memory. As a result, the magnetic memory array can be used practically as a high density magnetic memory array.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 원반-형상 자성층 및 링-형상 자성층으로 구성된 자성체의 외주부가 노치 (notch) 된다. 이 경우에, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 및 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화가 자성 메모리의 링-형상 자성층에서 쉽게 발생될 수 있고, 정보 "0" 또는 "1"이, 소용돌이 자화 방향을 양호하게 제어하여 소용돌이 자화의 방향에 의해 자성 메모리에 쉽게 저장될 수 있다. 따라서, 자성 메모리가 더욱 실용적으로 사용될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the outer periphery of the magnetic body consisting of the disc-shaped magnetic layer and the ring-shaped magnetic layer is notched. In this case, the right turn (clockwise) vortex magnetization and the left turn (counterclockwise) vortex magnetization can easily occur in the ring-shaped magnetic layer of the magnetic memory, and information "0" or "1" is good in the vortex magnetization direction. Can be easily stored in the magnetic memory by the direction of the vortex magnetization. Thus, the magnetic memory can be used more practically.

이하, 본 발명의 자성 메모리의 다른 특징 및 이점을 설명한다. 또한, 자성 메모리 제조 방법, 기록 방법 및 판독 방법을 설명한다.Hereinafter, other features and advantages of the magnetic memory of the present invention will be described. In addition, a magnetic memory manufacturing method, a writing method and a reading method will be described.

본 발명을 더욱 양호하게 이해하기 위해, 첨부한 도면을 참조한다.In order to better understand the present invention, reference is made to the accompanying drawings.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 자성 메모리를 구성하는 자성체를 도시하는 평면도이고, 도 2는 라인 "A-A"를 따라 취해진, 도 1에 도시한 자성체의 횡단면도이다. 도 1 및 2에 도시한 자성체 (110) 는 원반-형상 제 1 자성층 (101) 및 제 1 자성층 (101) 상에 형성된 링-형상 제 2 자성층 (102) 을 구비한다.1 is a plan view showing a magnetic body constituting the magnetic memory according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic body shown in FIG. 1 taken along the line "A-A". The magnetic body 110 shown in FIGS. 1 and 2 includes a disk-shaped first magnetic layer 101 and a ring-shaped second magnetic layer 102 formed on the first magnetic layer 101.

제 2 자성체 (102) 의 내경 (D2) 대 외경 (D1) 의 비율 (D2/D1) 은 0.1~0.8, 특히, 0.3~0.6 로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 외부 자계가 자성체 (110) 에 인가될 때, 제 2 자성층 (102) 에서, 자벽 (磁壁) 이 내주벽 (內周壁) 에 영향을 주지 않고 쉽게 제거될 수 있다. 따라서, 외부 자계에 의해 발생하는 제 1 자성층 (101) 의 소용돌이 자화는 핵으로서 기능하고 표면을 따라 제 1 자성층 (101) 에서 소정의 소용돌이 자화를 형성한다. 이 경우에, 제 2 자성층 (102) 에서의 소용돌이 자화의 방향이 쉽게 제어될 수 있다.It is preferable to set the ratio (D2 / D1) of the inner diameter D2 to the outer diameter D1 of the second magnetic body 102 to 0.1 to 0.8, particularly 0.3 to 0.6. In this case, when the external magnetic field is applied to the magnetic body 110, in the second magnetic layer 102, the magnetic wall can be easily removed without affecting the inner circumferential wall. Thus, the vortex magnetization of the first magnetic layer 101 generated by the external magnetic field functions as a nucleus and forms a predetermined vortex magnetization in the first magnetic layer 101 along the surface. In this case, the direction of the vortex magnetization in the second magnetic layer 102 can be easily controlled.

구체적으로는, 제 2 자성층 (102) 의 외경 (D1) 을 100~1500nm로 설정하는 것이 바람직하고, 제 2 자성층의 내경 (D2) 을 10~1200nm로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 자성층 (101) 의 두께 (t1) 대 제 2 자성층 (102) 의 두께 (t2) 의 비율 (t1/t2) 은 1/5~5 로, 특히, 1/2~2 로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 제 1 자성층 (101) 은 제 2 자성층 (102) 과 양호한 상태로 자기적으로 결합되어, 핵으로서 제 1 자성층 (101) 의 소용돌이 자화로부터 생성되는 소용돌이 자화가 제 2 자성층 (102) 에 쉽게 형성될 수 있다. 이 경우에, 제 2 자성층 (102) 에서의 소용돌이 자화의 방향이 쉽게 제어될 수 있다.Specifically, the outer diameter D1 of the second magnetic layer 102 is preferably set to 100 to 1500 nm, and the inner diameter D2 of the second magnetic layer is preferably set to 10 to 1200 nm. In addition, the ratio t1 / t2 of the thickness t1 of the first magnetic layer 101 to the thickness t2 of the second magnetic layer 102 is set to 1/5 to 5, in particular, to 1/2 to 2 It is preferable. In this case, the first magnetic layer 101 is magnetically coupled with the second magnetic layer 102 in a good state so that the vortex magnetization generated from the vortex magnetization of the first magnetic layer 101 as the nucleus is the second magnetic layer 102. It can be easily formed on. In this case, the direction of the vortex magnetization in the second magnetic layer 102 can be easily controlled.

구체적으로는, 제 1 자성층 (101) 의 두께 (t1) 는 4~20nm 로 설정하는 것이 바람직하고, 제 2 자성층 (102) 의 두께 (t2) 는 4~20nm 로 설정하는 것이 바람직하다.Specifically, the thickness t1 of the first magnetic layer 101 is preferably set to 4 to 20 nm, and the thickness t2 of the second magnetic layer 102 is preferably set to 4 to 20 nm.

제 1 자성층 (101) 및 제 2 자성층 (102) 은 Ni-Fe, Ni-Fe-Co, Co-Fe 또는 Ni-Fe-Co와 같은 실온 강자성 재료로 이루어질 수 있다. 여기서, "실온 강자성 재료"는 실온에서 강자성 특성을 나타낼 수 있는 강자성 재료를 의미하고, 따라서, 상기 언급한 자성 재료 이외의 또 다른 널리 공지된 자성 재료를 포함할 수 있다.The first magnetic layer 101 and the second magnetic layer 102 may be made of a room temperature ferromagnetic material such as Ni-Fe, Ni-Fe-Co, Co-Fe, or Ni-Fe-Co. Here, "room temperature ferromagnetic material" means a ferromagnetic material that can exhibit ferromagnetic properties at room temperature, and thus may include other well-known magnetic materials other than the above-mentioned magnetic materials.

도 1 및 2에 도시한 자성 메모리는 다음과 같이 제조할 수 있다. 도 3-6은 자성 메모리의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.The magnetic memory shown in Figs. 1 and 2 can be manufactured as follows. 3-6 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a magnetic memory.

도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 소정의 기판 (201) 을 준비하고, 원형 개구부 (204) 를 갖는 마스크 (203) 를 기판 (201) 의 주표면 (202) 상에 레지스트 패턴으로 형성한다. 다음으로, 기판 (201) 을 소정의 속도, 예를 들어, 60rpm으로 회전시키면서, 기판 (201) 의 주표면 (202) 에 대한 법선으로부터의 경사각 (θ) 으로, 기판 (201) 의 주표면 (202) 상의 마스크 (203) 의 개구부 (204) 로 자성 입자 (205) 가 입사된다. 도 4 및 5에 도시한 바와 같이, 자성 입자 (205) 는 기판 (201) 의 주표면 (202) 및 마스크 (203) 의 개구부 (204) 의 측표면상에 증착된다.As shown in Fig. 1, first, a predetermined substrate 201 is prepared, and a mask 203 having a circular opening 204 is formed on the main surface 202 of the substrate 201 in a resist pattern. Next, the main surface of the substrate 201 at an inclination angle θ from the normal to the main surface 202 of the substrate 201 while rotating the substrate 201 at a predetermined speed, for example, 60 rpm. The magnetic particles 205 enter the opening 204 of the mask 203 on the 202. As shown in FIGS. 4 and 5, magnetic particles 205 are deposited on the major surface 202 of the substrate 201 and the side surface of the opening 204 of the mask 203.

다음으로, 소정의 양의 자성 입자가 개구부 (204) 에 증착된 이후에, 도 6에 도시한 바와 같이, 원반-형상 제 1 자성층 (207) 및 링-형상 제 2 자성층 (209) 이 연속적으로 적층되는 자성체 (210) 를 완성하기 위해, 마스크 (203) 는 아세톤과 같은 소정의 용제로 용해된다.Next, after a predetermined amount of magnetic particles are deposited in the openings 204, as shown in FIG. 6, the disk-shaped first magnetic layer 207 and the ring-shaped second magnetic layer 209 are continuously connected. In order to complete the stacked magnetic body 210, the mask 203 is dissolved in a predetermined solvent such as acetone.

자성 입자 (205) 는 진공 증착법 또는 스퍼터링과 같은 널리 공지된 수단에 의해 증착될 수도 있다. 여기서, 각 θ는 30~60도 로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 자성 입자 (205) 가 주표면 (202) 및 개구부 (204) 의 측표면상에 효율적으로 증착될 수 있어서, 의도한 자성체 (210) 가 쉽게 이루어질 수 있다.Magnetic particles 205 may be deposited by well known means such as vacuum deposition or sputtering. Here, it is preferable to set angle (theta) to 30-60 degree. In this case, the magnetic particles 205 can be efficiently deposited on the side surface of the main surface 202 and the opening 204, so that the intended magnetic body 210 can be easily made.

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 자성 메모리를 구성하는 또 다른 자성체를 도시하는 평면도이고, 도 8은 라인 "B-B"를 따라 취해진, 도 7에 도시한 자성체의 횡단면도이다. 도 7 및 8에 도시한 자성체 (310) 는 원반-형상 제 1 자성층 (301) 및 제 1 자성층 (301) 상에 형성된 링-형상 자성층 (302) 을 구비한다. 자성체 (310) 의 외주부, 즉, 제 1 자성층 (301) 및 제 2 자성층 (302) 의 외주부는 노치된다.FIG. 7 is a plan view showing another magnetic body constituting another magnetic memory according to the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the magnetic body shown in FIG. 7 taken along the line "B-B". The magnetic body 310 shown in FIGS. 7 and 8 includes a disk-shaped first magnetic layer 301 and a ring-shaped magnetic layer 302 formed on the first magnetic layer 301. The outer circumferential portion of the magnetic body 310, that is, the outer circumferential portions of the first magnetic layer 301 and the second magnetic layer 302 are notched.

자성체 (310) 의 외주부가 노치되기 때문에, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 및 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화가 링-형상 제 2 자성층 (302) 에서 쉽게 발생할 수 있고, 소용돌이 자화 방향을 양호하게 제어하여 의해 소용돌이 자화의 방향에 의해 정보 "0" 또는 "1"을 쉽게 저장할 수 있다.Since the outer periphery of the magnetic body 310 is notched, right turn (clockwise) vortex magnetization and left turn (counterclockwise) vortex magnetization can easily occur in the ring-shaped second magnetic layer 302, and the vortex magnetization direction is well controlled. The information "0" or "1" can be easily stored by the direction of the vortex magnetization.

노치 (305) 의 높이는, 비율 (h/H) ≥0.006 (H : 자성체 (310) 의 외경) 의 관계를 충족시키도록 설정된다. 반드시 제한하는 것은 아니지만, 비율 (h/H) 은 0.2 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 비율 (h/H) 이 0.2를 초과하여 설정되는 경우에, 상기 언급한 기능은 향상될 수 없고, 소용돌이 자화가 제 2 자성층 (302) 에 형성될 수 없을 수도 있고, 그 결과, 자성 메모리로서의 자성체 (310) 의 기능장애를 발생시킨다.The height of the notch 305 is set to satisfy the relationship of the ratio (h / H) ≥0.006 (H: outer diameter of the magnetic body 310). Although not necessarily limited, the ratio (h / H) is preferably set to 0.2 or less. In the case where the ratio (h / H) is set above 0.2, the above-mentioned function cannot be improved, and vortex magnetization may not be formed in the second magnetic layer 302, and as a result, the magnetic body as the magnetic memory A malfunction of 310 is generated.

자성체 (310) 의 제 1 자성층 (301) 및 제 2 자성층 (302) 은 도 1 및 2에 관한 이전의 실시형태에서와 동일한 방식으로 이루어질 수 있다.The first magnetic layer 301 and the second magnetic layer 302 of the magnetic body 310 may be made in the same manner as in the previous embodiments with respect to FIGS. 1 and 2.

도 9는 도 7 및 8에 도시한 자성체를 구비하는 구체적인 자성 메모리를 도시하는 평면도이고, 도 10은 라인 "C-C"를 따라 취해진, 도 9에 도시한 자성 메모리를 도시하는 횡단면도이다.FIG. 9 is a plan view showing a specific magnetic memory having the magnetic bodies shown in FIGS. 7 and 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the magnetic memory shown in FIG. 9 taken along the line "C-C".

도 9 및 10에 도시한 자성 메모리 (420) 에 대하여, 링-형상 제 3 자성층 (404) 이, 연속적으로 적층되는 원반-형상 제 1 자성층 (401) 및 링-형상 제 2 자성층 (402) 으로 구성된 자성체 (410) 상의 링-형상 비-자성층 (403) 을 통해 형성된다. 또한, 링-형상 반강자성층 (405) 이 제 3 자성층 (404) 상에 형성된다. 비-자성층 (403) 내지 반강자성층 (405) 은 자성체 (410) 에 대해 동심적으로 형성된다.For the magnetic memory 420 shown in FIGS. 9 and 10, a ring-shaped third magnetic layer 404 is formed into a disk-shaped first magnetic layer 401 and a ring-shaped second magnetic layer 402 that are successively stacked. It is formed through the ring-shaped non-magnetic layer 403 on the constructed magnetic body 410. In addition, a ring-shaped antiferromagnetic layer 405 is formed on the third magnetic layer 404. The non-magnetic layer 403 to antiferromagnetic layer 405 are formed concentrically with respect to the magnetic body 410.

자성체 (410) 는 도 7 및 8에 관한 이전의 실시형태에서와 동일한 방식으로 이루어질 수 있고, 상기 언급한 요구를 충족시킨다. 이러한 관점에서, 자성체 (410) 를 구성하는 제 1 자성층 (401) 의 두께 (t1) 및 제 2 자성층 (402) 의 두께 (t2) 가 각각 4~20nm 로 설정되는 경우에, 제 3 자성층 (404) 의 두께 (t3) 는 5~20nm 로 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 자성 메모리에 대한 판독 동작은 이하 설명하는 바와 같이 양호한 조건으로 수행될 수 있다.The magnetic body 410 can be made in the same manner as in the previous embodiment with respect to FIGS. 7 and 8, and meets the aforementioned needs. From this point of view, when the thickness t1 of the first magnetic layer 401 and the thickness t2 of the second magnetic layer 402 constituting the magnetic body 410 are set to 4 to 20 nm, respectively, the third magnetic layer 404 ) Is preferably set to 5 to 20 nm. Thus, the read operation to the magnetic memory can be performed under favorable conditions as described below.

제 3 자성층 (404) 은 제 1 자성층 (401) 및 제 2 자성층 (402) 과 동일한 실온 강자성 재료로 이루어질 수 있다. 비-자성층 (403) 은 Cu, Ag 또는 Au와 같은 비-자성 재료로 이루어질 수 있다. 반강자성층 (405) 은 Mn-Ir, Mn-Pt 또는 Fe-Mn과 같은 반강자성 재료로 이루어질 수 있다. 비-자성층 (403) 및 반강자성층 (405) 의 두께는, 자성체 (410) 및 제 3 자성층 (404) 을 자기적으로 분할하고, 교환 상호작용을 통해 제 3 자성층 (404) 의 자화를 자기적으로 고정시키도록 적절하게 결정된다.The third magnetic layer 404 may be made of the same room temperature ferromagnetic material as the first magnetic layer 401 and the second magnetic layer 402. Non-magnetic layer 403 may be made of a non-magnetic material such as Cu, Ag or Au. The antiferromagnetic layer 405 may be made of an antiferromagnetic material such as Mn-Ir, Mn-Pt or Fe-Mn. The thicknesses of the non-magnetic layer 403 and the antiferromagnetic layer 405 magnetically divide the magnetic body 410 and the third magnetic layer 404, and magnetically magnetize the third magnetic layer 404 through exchange interactions. Appropriately determined to be fixed.

도 9 및 10에 도시한 자성 메모리 (420) 의 판독 동작은 아래와 같이 실행된다. 도 11은, 외부 자계가 인가될 때, 자성체 (410) 의 제 1 자성층 (401) 의 자화 상태를 도시하는 개략도이고, 도 12는, 외부 자계가 인가될 때, 자성체 (410) 의 제 2 자성층 (402) 의 자화 상태를 도시하는 개략도이다. 여기서, 화살표는 자화의 방향을 나타낸다.The read operation of the magnetic memory 420 shown in Figs. 9 and 10 is executed as follows. FIG. 11 is a schematic diagram showing a magnetization state of the first magnetic layer 401 of the magnetic body 410 when an external magnetic field is applied, and FIG. 12 is a second magnetic layer of the magnetic body 410 when an external magnetic field is applied. A schematic diagram showing the magnetization state of 402. Here, the arrow indicates the direction of magnetization.

도 7로부터 명백한 바와 같이, 외부 자계가 도 9 및 10에 도시한 자성 메모리 (420) 에 인가될 때, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 (X1) (도 11 (a)) 또는 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화 (X2) (도 11 (b)) 가 외부 자계의 극성에 의해 원반-형상 제 1 자성층 (401) 에 생성된다. 제 1 자성층 (401) 이 제 2 자성층 (402) 과 자기적으로 결합되기 때문에, 제 1 자성층 (401) 의 소용돌이 자화는 핵으로서 기능하여, 표면을 따라 제 2 자성층 (402) 에서, 대응하는 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 (Y1) 또는 대응하는 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화 (Y2) 를 생성한다. 이 방법으로, 소용돌이 자화가 제 2 자성층 (402) 에서 쉽게 형성될 수 있다.As is apparent from Fig. 7, when an external magnetic field is applied to the magnetic memory 420 shown in Figs. 9 and 10, the right turn (clockwise) vortex magnetization X1 (Fig. 11 (a)) or the left turn (counterclockwise) ) Vortex magnetization (X2) (FIG. 11 (b)) is produced in the disc-shaped first magnetic layer 401 by the polarity of the external magnetic field. Since the first magnetic layer 401 is magnetically coupled with the second magnetic layer 402, the vortex magnetization of the first magnetic layer 401 functions as a nucleus, so that the corresponding right turn in the second magnetic layer 402 along the surface Generate a (clockwise) vortex magnetization Y1 or a corresponding left turn (counterclockwise) vortex magnetization Y2. In this way, vortex magnetization can be easily formed in the second magnetic layer 402.

제 1 자성층 (X1 및 X2) 의 소용돌이 자화는 외부 자계의 극성에 의해 스위치될 수 있고, 소용돌이 자화 (Y1 및 Y2) 또한 소용돌이 자화 (X1 및 X2) 의 스위칭에 의해 쉽게 스위치될 수 있다. 따라서, 제 2 자성층 (402) 의 소용돌이 자화의 방향을 쉽게 제어할 수 있다. 그 결과, 정보 "0" 또는 "1"이 소용돌이 자화 (Y1 또는 Y2) 에 의해 저장되는 경우에, 자성 메모리 (402) 에 대한 판독 동작이 안정하게 수행될 수 있어서, 실용적인 자성 메모리 (420) 가 사용될 수 있다.The vortex magnetization of the first magnetic layers X1 and X2 can be switched by the polarity of the external magnetic field, and the vortex magnetizations Y1 and Y2 can also be easily switched by the switching of the vortex magnetizations X1 and X2. Therefore, the direction of the vortex magnetization of the second magnetic layer 402 can be easily controlled. As a result, when the information " 0 " or " 1 " is stored by the vortex magnetization Y1 or Y2, the read operation to the magnetic memory 402 can be performed stably, so that the practical magnetic memory 420 Can be used.

자성 메모리 (420) 에 대한 판독 동작은 아래와 같이 수행된다. 제 3 자성층 (404) 의 자화는 소정의 방향, 예를 들어, 반강자성층 (405) 과의 교환 상호작용을 통해 우회전 (시계방향) 방향 또는 좌회전 (반시계방향) 방향으로 고정된다. 이 경우에, 자성 메모리 (420) 의 전기 저항은, 제 3 자성층 (404) 의 소용돌이 자화에 대한 제 2 자성층 (402) 의 소용돌이 자화의 상대적 방향에 의존한다.A read operation on the magnetic memory 420 is performed as follows. The magnetization of the third magnetic layer 404 is fixed in a right direction (clockwise) direction or left direction (counterclockwise) direction through an exchange interaction with the anti-ferromagnetic layer 405 in a predetermined direction. In this case, the electrical resistance of the magnetic memory 420 depends on the relative direction of the vortex magnetization of the second magnetic layer 402 with respect to the vortex magnetization of the third magnetic layer 404.

제 2 자성층 (402) 의 소용돌이 자화가 제 3 자성층 (404) 의 소용돌이 자화와 평행일 때, 자성 메모리 (420) 의 전기 저항은 최소가 되고, 제 2 자성층 (402) 의 소용돌이 자화가 제 3 자성층 (404) 의 소용돌이 자화와 평행이 아닐 때, 자성 메모리 (420) 의 전기 저항은 최대가 된다. 따라서, 상기 언급한 판독 동작이, 제 3 자성층 (404) 의 자화를 소정의 방향으로 고정하면서 소용돌이 자화를 생성하기 위해 자성 메모리 (420) 에 대해 수행되는 경우에, 판독 동작은, 자성 메모리 (420) 의 전기 저항의 변화로 인한 전류의 변화를 검출함으로써 수행될 수 있다.When the vortex magnetization of the second magnetic layer 402 is parallel to the vortex magnetization of the third magnetic layer 404, the electrical resistance of the magnetic memory 420 becomes minimum, and the vortex magnetization of the second magnetic layer 402 becomes the third magnetic layer. When not parallel to the vortex magnetization of 404, the electrical resistance of the magnetic memory 420 is maximum. Thus, when the above-described read operation is performed on the magnetic memory 420 to generate the vortex magnetization while fixing the magnetization of the third magnetic layer 404 in a predetermined direction, the read operation is performed by the magnetic memory 420. Can be carried out by detecting a change in current due to a change in electrical resistance.

실시예 :Example

원반-형상 제 1 자성층 및 링-형상 제 2 자성층은 각각 8nm 및 16nm의 두께의 Ni-20 at % 합금으로 형성하여, 제 2 자성층의 외경 및 내경을 각각 500nm 및 300nm로 설정하여, 도 1 및 2에 도시한 바와 같은 자성체를 제작하였다. 다음으로, 제 1 자성층 및 제 2 자성층의 자화 상태에서의 변동을 시뮬레이션 하였다.The disk-shaped first magnetic layer and the ring-shaped second magnetic layer were formed of a Ni-20 at% alloy having a thickness of 8 nm and 16 nm, respectively, and set the outer diameter and the inner diameter of the second magnetic layer to 500 nm and 300 nm, respectively, FIGS. A magnetic body as shown in Fig. 2 was produced. Next, the variation in the magnetization state of the first magnetic layer and the second magnetic layer was simulated.

도 13은 제 2 자성층의 자화 스위칭 공정을 나타내는 시뮬레이션 도면이고, 도 14는 제 1 자성층의 자화 스위칭 공정을 나타내는 시뮬레이션 도면이다. 도 13으로부터 명백한 바와 같이, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화는, 외부 자계가 -3000 Oe로부터 증가될 때 제 2 자성층에서 유기되고, 다음으로, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화가 약 170 Oe의 자계에서 제 2 자성층에서 생성되었다. 도 14로부터 명백한 바와 같이, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화가 약 170 Oe의 자계에서 제 1 자성층에서 또한 생성되었다. 따라서, 제 2 자성층의 우회전 (시계방향) 자화가 핵으로서 제 1 자성층의 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화로부터 생성된다는 것이 판명되었다.FIG. 13 is a simulation diagram illustrating a magnetization switching process of the second magnetic layer, and FIG. 14 is a simulation diagram illustrating a magnetization switching process of the first magnetic layer. As is apparent from FIG. 13, the right turn (clockwise) vortex magnetization is induced in the second magnetic layer when the external magnetic field is increased from −3000 Oe, and then the right turn (clockwise) vortex magnetization is at the magnetic field of about 170 Oe. It was produced in the second magnetic layer. As is apparent from FIG. 14, a right-turn (clockwise) vortex magnetization was also produced in the first magnetic layer at a magnetic field of about 170 Oe. Thus, it has been found that the right turn (clockwise) magnetization of the second magnetic layer is generated from the right turn (clockwise) vortex magnetization of the first magnetic layer as the nucleus.

본 발명을 상기 실시예들을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시물 및 여러 종류의 변동물에 제한되는 것이 아니라, 변형물이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above disclosure and various kinds of variations, and variations may be made without departing from the scope of the present invention.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 및 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화를 생성할 수 있는 자성 메모리 및 자성 메모리 어레이를 제공하므로, 소용돌이 자화의 방향에 대해 안정한 기록 성능을 쉽게 실현할 수 있다. 또한, 자성 메모리를 제조하는 방법, 자성 메모리에 기록하는 방법 및 자성 메모리로부터 판독하는 방법을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, there is provided a magnetic memory and a magnetic memory array capable of generating a right-turn (clockwise) vortex magnetization and a left-turn (counterclockwise) vortex magnetization, so that the recording performance is stable with respect to the direction of the vortex magnetization. Can be easily realized. In addition, a method of manufacturing the magnetic memory, a method of writing to the magnetic memory, and a method of reading from the magnetic memory can be provided.

도 1은 본 발명에 따른 자성 메모리를 구성하는 자성체를 도시하는 평면도.1 is a plan view showing a magnetic body constituting a magnetic memory according to the present invention;

도 2는 라인 "A-A"를 따라 취해진, 도 1에 도시한 자성체의 횡단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic body shown in FIG. 1 taken along the line “A-A”. FIG.

도 3은 본 발명의 자성 메모리를 제조하는데 있어 일 단계를 도시하는 횡단면도.3 is a cross sectional view showing one step in manufacturing the magnetic memory of the present invention;

도 4는 도 3에 도시한 단계 이후의 단계를 도시하는 횡단면도.4 is a cross sectional view showing a step after the step shown in FIG. 3;

도 5는 도 4에 도시한 단계 이후의 단계를 도시하는 횡단면도.FIG. 5 is a cross sectional view showing a step after the step shown in FIG. 4; FIG.

도 6은 도 5에 도시한 단계 이후의 단계를 도시하는 횡단면도.FIG. 6 is a cross sectional view showing a step after the step shown in FIG. 5; FIG.

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 자성 메모리를 구성하는 또 다른 자성체를 도시하는 평면도.7 is a plan view showing another magnetic body constituting another magnetic memory according to the present invention;

도 8은 라인 "B-B"를 따라 취해진, 도 7에 도시한 자성체의 횡단면도.FIG. 8 is a cross-sectional view of the magnetic body shown in FIG. 7 taken along line “B-B”. FIG.

도 9는 도 7 및 8에 도시한 자성체를 구비하는 구체적 자성 메모리를 도시하는 평면도.FIG. 9 is a plan view showing a specific magnetic memory including the magnetic bodies shown in FIGS. 7 and 8; FIG.

도 10은 라인 "C-C"를 따라 취해진, 도 9에 도시한 자성 메모리를 도시하는 횡단면도.FIG. 10 is a cross-sectional view showing the magnetic memory shown in FIG. 9 taken along the line “C-C”. FIG.

도 11은 외부 자계가 인가될 때 본 발명의 자성 메모리를 구성하는 자성체의 제 1 자성층의 자화 상태를 도시하는 개략도.Fig. 11 is a schematic diagram showing the magnetization state of the first magnetic layer of the magnetic body constituting the magnetic memory of the present invention when an external magnetic field is applied.

도 12는 외부 자계가 인가될 때 본 발명의 자성 메모리를 구성하는 자성체의 제 2 자성층의 자화 상태를 도시하는 개략도.Fig. 12 is a schematic diagram showing the magnetization state of the second magnetic layer of the magnetic body constituting the magnetic memory of the present invention when an external magnetic field is applied.

도 13은 본 발명의 자성 메모리를 구성하는 자성체의 제 2 자성층의 자화 스위칭 공정을 도시하는 시뮬레이션 도면.Fig. 13 is a simulation diagram showing a magnetization switching process of a second magnetic layer of a magnetic body constituting the magnetic memory of the present invention.

도 14는 본 발명의 자성 메모리를 구성하는 자성체의 제 1 자성층의 자화 스위칭 공정을 도시하는 시뮬레이션 도면.Fig. 14 is a simulation diagram showing a magnetization switching process of a first magnetic layer of a magnetic body constituting the magnetic memory of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

101, 301, 401 : 제 1 자성층101, 301, 401: first magnetic layer

102, 302, 402 : 제 2 자성층102, 302, 402: second magnetic layer

110, 310, 410 : 자성체110, 310, 410: magnetic material

305 : 노치305: notch

403 : 비-자성층403: non-magnetic layer

404 : 제 3 자성층404: third magnetic layer

405 : 반강자성층405: antiferromagnetic layer

420 : 자성 메모리420: magnetic memory

Claims (34)

원반-형상 제 1 자성층 및 상기 제 1 자성층상에 형성된 링-형상 제 2 자성층으로 구성된 자성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And a magnetic body composed of a disk-shaped first magnetic layer and a ring-shaped second magnetic layer formed on the first magnetic layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 자성층의 외경 및 내경을 각각 D1 및 D2로 나타내는 경우에, 비율 D2/D1가 0.1~0.8 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.The magnetic memory according to claim 1, wherein the ratio D2 / D1 is set to 0.1 to 0.8 when the outer diameter and the inner diameter of the second magnetic layer are represented by D1 and D2, respectively. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 2 자성층의 상기 외경 (D1) 은 100~1500nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 상기 내경 (D2) 은 10~1200nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.The outer diameter D1 of the second magnetic layer is set to 100 to 1500 nm, and the inner diameter D2 of the second magnetic layer is set to 10 to 1200 nm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 자성층 및 상기 제 2 자성층의 두께를 각각 t1 및 t2로 나타내는 경우에, 비율 t1/t2가 1/5~5 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And when the thicknesses of the first magnetic layer and the second magnetic layer are represented by t1 and t2, respectively, the ratio t1 / t2 is set to 1 / 5-5. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1 자성층의 두께 (t1) 는 4~20nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 두께 (t2) 는 4~20nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.The thickness t1 of the first magnetic layer is set to 4 to 20 nm, and the thickness t2 of the second magnetic layer is set to 4 to 20 nm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 자성층 및 상기 제 2 자성층은 실온 강자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the first magnetic layer and the second magnetic layer are made of a room temperature ferromagnetic material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 자성층은 상기 자성층의 표면을 따라 우회전 (시계방향) 방향 또는 좌회전 (반시계방향) 방향으로 자화되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the second magnetic layer is magnetized in a right rotation (clockwise) direction or a left rotation (counterclockwise) direction along the surface of the magnetic layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자성체의 외주부는 노치 (notch) 되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And an outer circumferential portion of the magnetic material is notched. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 자성체의 상기 외주부의 노치 높이를 h로 나타내고, 상기 자성체의 외경을 H로 나타내는 경우에, 비율 h/H는 0.006 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.The magnetic memory characterized in that the ratio h / H is set to 0.006 or more when the notch height of the outer circumferential portion of the magnetic body is represented by h and the outer diameter of the magnetic body is represented by H. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자성체상의 비-자성층을 통한 링-형상 제 3 자성층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And a ring-shaped third magnetic layer through the non-magnetic layer on the magnetic body. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 3 자성층의 두께 (t3) 는 5~20nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the thickness t3 of the third magnetic layer is set to 5 to 20 nm. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 3 자성층은 실온 강자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the third magnetic layer is made of a room temperature ferromagnetic material. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 자성체로부터 떨어져 상기 제 3 자성층의 주표면에 인접하도록 되어 있는 반강자성층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And an antiferromagnetic layer, which is spaced apart from the magnetic material and adjacent to the main surface of the third magnetic layer. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 3 자성층은 상기 제 3 자성층의 표면을 따라, 우회전 (시계방향) 방향 또는 좌회전 (반시계방향) 방향으로 자화되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the third magnetic layer is magnetized in a right rotational (clockwise) direction or a left rotational (counterclockwise) direction along the surface of the third magnetic layer. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 제 3 자성층의 방향은 고정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리.And the direction of the third magnetic layer is fixed. 규칙적으로 배열되어 있는 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 자성 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리 어레이.A magnetic memory array comprising a plurality of magnetic memories according to any one of claims 1 to 15 arranged on a regular basis. 소정의 기판을 준비하는 단계,Preparing a predetermined substrate, 상기 기판의 주표면상에 원형 개구부를 갖는 마스크를 형성하는 단계,Forming a mask having a circular opening on a major surface of the substrate, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 주표면에 대한 법선으로부터의 소정의 경사각으로 상기 기판의 상기 주표면상의 상기 마스크의 상기 개구부로 자성 입자를 입사시켜서, 연속적으로 적층되는 원반-형상 제 1 자성층과 링-형상 제 2 자성층으로 구성된 자성체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리의 제조 방법.The disk-shaped first magnetic layer and the ring-stacked continuously by injecting magnetic particles into the opening of the mask on the main surface of the substrate at a predetermined inclination angle from the normal to the main surface while rotating the substrate. Forming a magnetic body composed of a shape second magnetic layer. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 경사각은 상기 주표면에 대해 상기 법선으로부터 30~60도 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리의 제조 방법.And said inclination angle is set to 30 to 60 degrees from said normal to said main surface. 원반-형상 제 1 자성층 및 링-형상 제 2 자성층을 연속적으로 적층하여 자성체를 형성하는 단계,Successively laminating the disk-shaped first magnetic layer and the ring-shaped second magnetic layer to form a magnetic body, 상기 자성체에 외부 자계를 인가하여 상기 제 1 자성층에서 소용돌이 자화를 생성하는 단계,Applying an external magnetic field to the magnetic material to generate vortex magnetization in the first magnetic layer, 상기 제 1 자성층의 상기 소용돌이 자화를 핵으로서 활용함으로써 상기 자성층의 표면을 따라 상기 제 2 자성층에서, 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 또는 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화를 생성하는 단계, 및Generating a right turn (clockwise) vortex magnetization or left turn (counterclockwise) vortex magnetization in the second magnetic layer along the surface of the magnetic layer by utilizing the vortex magnetization of the first magnetic layer as a nucleus, and 상기 제 2 자성층의 상기 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 또는 상기 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화에 의해 정보 "0" 또는 "1"을 저장하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.And storing information "0" or "1" by the right-turn (clockwise) vortex magnetization or the left-turn (counter-clockwise) vortex magnetization of the second magnetic layer. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 제 2 자성층의 외경 및 내경을 각각 D1 및 D2로 나타내는 경우에, 비율 D2/D1은 0.1~0.8 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.The ratio D2 / D1 is set to 0.1 to 0.8 when the outer diameter and the inner diameter of the second magnetic layer are represented by D1 and D2, respectively. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 제 2 자성층의 상기 외경 (D1) 은 100~15000nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 상기 내경 (D2) 은 10~1200nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.The outer diameter (D1) of the second magnetic layer is set to 100 to 15000 nm, and the inner diameter (D2) of the second magnetic layer is set to 10 to 1200 nm. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 제 1 자성층 및 상기 제 2 자성층의 두께를 각각 t1 및 t2로 나타내는 경우에, 비율 t1/t2는 1/5~5 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.The ratio t1 / t2 is set to 1/5 to 5 when the thicknesses of the first magnetic layer and the second magnetic layer are represented by t1 and t2, respectively. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 제 1 자성층의 상기 두께 (t1) 는 4~20nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 상기 두께 (t2) 는 4~20nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.The thickness t1 of the first magnetic layer is set to 4 to 20 nm, and the thickness t2 of the second magnetic layer is set to 4 to 20 nm. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 제 1 자성층 및 상기 제 2 자성층은 실온 강자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.And the first magnetic layer and the second magnetic layer are made of a room temperature ferromagnetic material. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 자성체의 외주부는 노치되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.And an outer circumferential portion of the magnetic body is notched. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 자성체의 상기 외주부의 노치 높이를 h로 나타내고, 상기 자성체의 외경을 H로 나타내는 경우에, 비율 h/H는 0.006 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리에의 기록 방법.The ratio h / H is set to 0.006 or more when the notch height of the outer peripheral portion of the magnetic body is represented by h and the outer diameter of the magnetic body is represented by H. 원반-형상 제 1 자성층 및 링-형상 제 2 자성층을 연속적으로 적층하여 자성체를 형성하는 단계,Successively laminating the disk-shaped first magnetic layer and the ring-shaped second magnetic layer to form a magnetic body, 상기 자성 메모리를 완성하기 위해, 비-자성층을 통해 상기 자성체상에 링-형상 제 3 자성층을 형성하는 단계,Forming a ring-shaped third magnetic layer on the magnetic body through a non-magnetic layer to complete the magnetic memory, 상기 자성체에 외부 자계를 인가하여 상기 제 1 자성층에 소용돌이 자화를 생성하는 단계,Applying an external magnetic field to the magnetic material to generate vortex magnetization in the first magnetic layer, 상기 제 1 자성층의 상기 소용돌이 자화를 핵으로서 활용함으로써 상기 자성층의 표면을 따라 상기 제 2 자성층에서 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 또는 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화를 생성하는 단계,Generating a right turn (clockwise) vortex magnetization or a left turn (counterclockwise) vortex magnetization in the second magnetic layer along the surface of the magnetic layer by utilizing the vortex magnetization of the first magnetic layer as a nucleus, 상기 제 2 자성층의 상기 우회전 (시계방향) 소용돌이 자화 또는 상기 좌회전 (반시계방향) 소용돌이 자화에 의해 정보 "0" 또는 "1"을 저장하는 단계, 및Storing information " 0 " or " 1 " by the right rotating (clockwise) vortex magnetization or the left rotating (counterclockwise) vortex magnetization of the second magnetic layer, and 상기 제 3 자성층의 자화에 대해 상기 제 2 자성층의 자화의 상대적 방향에 의한 상기 자성 메모리의 전기 저항에서의 변화로 인한 전류의 변화를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.Detecting a change in current due to a change in electrical resistance of the magnetic memory due to a relative direction of the magnetization of the second magnetic layer relative to the magnetization of the third magnetic layer. . 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 제 3 자성층의 자화를 고정시키기 위해 상기 자성체로부터 떨어져 상기 제 3 자성층의 주표면에 인접하도록 되어 있는 반강자성체를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.And forming an antiferromagnetic material arranged to be adjacent to the major surface of the third magnetic layer to fix the magnetization of the third magnetic layer. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 제 2 자성층의 외경 및 내경을 각각 D1 및 D2로 나타내는 경우에, 비율 D2/D1은 0.1~0.8 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.The ratio D2 / D1 is set to 0.1 to 0.8 when the outer diameter and the inner diameter of the second magnetic layer are represented by D1 and D2, respectively. 제 29 항에 있어서,The method of claim 29, 상기 제 2 자성층의 상기 외경 (D1) 은 100~1500nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 상기 내경 (D2) 은 10~1200nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.The outer diameter (D1) of the second magnetic layer is set to 100 to 1500 nm, and the inner diameter (D2) of the second magnetic layer is set to 10 to 1200 nm. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 자성체의 외주부는 노치되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.The outer peripheral portion of the magnetic body is notched. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 자성체의 상기 외주부의 노치 높이를 h로 나타내고, 상기 자성체의 외경을 H로 나타내는 경우에, 비율 h/H는 0.006 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.The ratio h / H is set to 0.006 or more when the notch height of the outer peripheral part of the magnetic body is represented by h and the outer diameter of the magnetic body is represented by H. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 제 1 자성층의 두께 (t1) 는 4~20nm 로 설정되고, 상기 제 2 자성층의 두께 (t2) 는 4~20nm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.The thickness t1 of the first magnetic layer is set to 4 to 20 nm, and the thickness t2 of the second magnetic layer is set to 4 to 20 nm. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 제 1 자성층, 상기 제 2 자성층 및 상기 제 3 자성층은 실온 강자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 메모리로부터의 판독 방법.And said first magnetic layer, said second magnetic layer and said third magnetic layer are made of a room temperature ferromagnetic material.
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